Устройство для распознавания формы сигналов Советский патент 1975 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, а именно - к классу устройств для распознавания образов.

Известны устройства для распознавания формы сигналов, содержащие блок ввода, сумматор, выход которого подключен через пороговый элемент к блоку управления, соединенному со считывающими входами блока хранения эталонов, записывающие входы которого подключены к соответствующим выходам блока записи эталонов, а выходы - к формирователю импульсов.

Недостатком этих устройств является ограничение класса распознаваемых сигналов, обусловленное наличием большого количества корреляционных цепей, состоящих из набора весовых сопротивлений и сумматора токов, а также необходимостью перестройки для распознавания сигналов с различными длителькостями.

Целью изобретения является расширение класса распознаваемых сигналов. . Указанная цель достигается тем, что предлагаемое устройство содержит анализатор спектра Фурье - Хаара, вход которого подключен к выходу блока ввода, и блок делителей напряжения, аналоговые входы которого подключены к выходам анализатора спектра Фурье - Хаара. Входы сумматора подключе2

йы к выходам блока делителя напряжений, управляющие входы которого подключены к выходам формирователя импульсов, а дополнительные выходы анализатора спектра Фурье - Хаара и блока записи эталонов соединены с соответствующими входами блока управления.

Блок-схема устройства изображена на чертел е.

Устройство для распознавания формы сигналов содержит блок ввода 1, анализатор 2 спектра Фурье - Хаара, выполненный в виде генератора 3 тактовых импульсов, делителя 4 частоты, схемы 5 совпадений, ключей 6, усилителей 7, последовательно включенных с интеграторами 8 и схемами 9 вычитания. Выходы анализатора 2 Фурье - Хаара подключены к блоку 10 делителей напряжения, состоящему из нескольких каналов, каждый из которых выполнен в виде цифровых управляемых сопротивлений 11, ключей 12 и инверторов 13.

Устройство содержит также блок 14 хранения эталонов с блоком 15 записи эталонов, формирователь 16 импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам цифровых управляемых сопротивлений 11, и блок 17 .управления.

Выходы блока 10 делителей напряжения подключены через сумматор 18 и пороговый элемент 19 к блоку 17 управления, предназначенному для обеспечения согласованной во времени работы других блоков устройства.

Блок ввода 1 нреобразует информацию об объекте (графический символ, звуковой сигнал и др.) в электрический сигнал, форму которого необходимо распознать. Полученный сигнал поступает на анализатор 2 Фзфье- Хаара, с помощью которого производится разложение сигнала в ортогональный ряд:

5зх(0-|;авх,Х/()

i I

где Xi() функция Хаара, а Свх -соответствующий коэффициент.

По переднему фронту входного сигнала запускается генератор 3 тактовых импульсов, а делитель 4 частоты формирует на своих выходах сетку частот, соответствующую длительностям функций Хаара различных порядков.

Схема совпадений выделяется с разных плеч каждого из триггеров два импульса, соответствующих левой Xi(0 правой Хг(0 лозинам функций Хаара и подает их на ключи 6. Ключи открывают на это время усилители 7, коэффициенты усиления которых пропорциональны амплитуде этих функций, и пропускают сигнал на интеграторы 8, а затем на схему 9 вычитания, на выходе которой получается сигнал, пропорциональный авх/ К моменту окончания входного сигнала цолучаются все коэффициенты, начинает работу блок 17 управления, который формирует считывающий имнульс, поступающий на ячейки блока 14 хранения эталонов, в которых записаны коэффициенты разложения первого эталонного сигнала. В результате считывания на формирователь 16 подается параллельный код коэффициентов первого эталона, по которому производится коммутация ключей цифровых управляемых сопротивлений 11, величина каждого из которых устанавливается пропорциональной соответствующему коэффициенту йд . . Так как коэффициенты разложения эталонных сигналов могут иметь разные знаки, то производится дополнительное переключение соответствующих аналоговых входов блока 10 делителей напряжения с помощью ключей 12 к инверторам 13, установленных на входах цифровых управляемых сопротивлений И.

После окончания переходных процессов на выходе сумматора 18 токов формируется напряжение, пропорциональное взаимной корреляции входного сигнала и первого эталонного. Если пороговый уровень будет превыщен, то пороговый элемент 19 вырабатывает сигнал, поступающий в блок 17 управления, который может быть использован как сигнал об окончании процесса распознания. По состоянию счетчика номера эталонов (на чертеже не показан) в блоке 17 управления можно установить, какому из эталонных сигналов соответствует раснознаваемый сигнал. Если пороговый уровень не будет превыщен, то счетчик номера эталонов переходит в следующее состояние, в блоке 17 управления формируется новый импульс считывания и входной сигнал сравнивается со вторым эталонным и

так далее, до срабатывания порогового элемента 19.

Таким образом, назначением анализатора спектра Фурье - Хаара является получение коэффициентов йвхр а сумматор 18 осуществляет их суммирование с весом «э Полученное на выходе сумматора 18 напряжение характеризует величину взаимной корреляции входного сигнала с /-эталонным:

Ру , -а лi-i

Это напряжение сравнивается с помощью порогового элемента 19 с напряжением, величина которого устанавливается в соответствии с критерием Неймана - Пирсона.

Предложенное устройство дает возможность распознавать форму сигналов с различными длительностями за счет изменения тактовой

частоты в анализаторе 2 Фурье - Хаара и допускает перестройку для различных классов распознаваемых сигналов, что обеспечивается записью в блок 14 хранения эталонов новых эталонных значений.

Предмет изобретения

Устройство для распознавания формы сигналов, содержащее блок ввода, сумматор, выход которого подключен через пороговый элемент к блоку управления, соединенному со считывающими входами блока хранения эталонов, записывающие входы которого подключены к соответствующим выходам блока записи эталонов, а выходы - к формирователю импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения класса распознаваемых сигналов, оно содержит анализатор спектра Фурье - Хаара, вход которого подключен к

выходу блока ввода, и блок делителей напряжения, аналоговые входы которого подключены к выходам анализатора спектра Фурье - Хаара, входы сумматора подключены к выходам блока делителей напряжения, управляющие входы которого подключены к выходам формирователя импульсов, а дополнительные выходы анализатора спектра Фурье- Хаара и блока записи эталонов соединены с соответствующими входами блока управлеНИН.

Вы%